17 Regulação da respiração

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Fisiologia
Regulação da Respiração
· Centro Respiratório:
O Sistema Nervoso é responsável por ajustar a intensidade da ventilação alveolar e sendo regulado de acordo com a necessidade do organismo. Esse controle é feito pelo centro respiratório, no qual é localizado no tronco encefálico e possui 3 componentes principais: 
1. Grupo Respiratório Dorsal -> a principal função dele é o controle da inspiração 
2. Grupo Respiratório Ventral -> responsável tanto pela expiração como pela inspiração 
3. Centro Pneumotáxico -> responsável por regular diretamente as outras regiões 
· Grupo Respiratório Dorsal 
Grande parte dos neurônios localizados nessa região leva o nome de núcleo do trato solitário. Essa região corresponde a terminação sensorial dos nervos vagos e glossofaríngeo, ou seja, os sinais são transmitidos através desses nervos para dentro da região do núcleo do trato solitário. 
O ritmo /frequência respiratório é gerado, principalmente, por esse grupo respiratório dorsal. 
Sinal inspiratório em rampa -> são descargas inspiratórias rítmicas -> quando chega o sinal para que ocorra essas descargas irá iniciar uma nova inspiração e isso não irá acontecer de maneira rápida. Logo, esse sinal inspiratório em rampa possibilita que no começo esse sinal seja bem fraco e vai se elevando de maneira constante (“como uma rampa”) e sobe em torno de aproximadamente 2 segundos (contração do diafragma) chegando ao pico, com isso, quando chega nesse pico ocorre uma interrupção abrupta desse sinal durante uns 3 segundos (diafragma se relaxa) e logo depois haverá uma nova estimulação. 
Essa rampa possui 2 partes que podem ser controladas:
-- Controle da velocidade do sinal: durante a respiração mais intensa essa rampa tem a capacidade de subir mais rápido e, dessa forma, é possível elevar o número de inspirações por minuto (quando necessário);
-- Controle do ponto limítrofe da interrupção (desligamento) da rampa: é o método de controle da frequência respiratória, ou seja, quanto mais cedo essa rampa for interrompida menor é a duração da inspiração (normalmente sua duração é de 2s) e, também, o tempo de expiração diminui, consequentemente, aumenta a frequência respiratória. 
· Centro Pneumotáxico 
Ele está localizado na ponte do tronco encefálico e tem a função de limitar a inspiração (desligamento da rampa inspiratória).
Quando o sinal do centro pneumotáxico para região do grupo respiratório dorsal é mais fraco a inspiração (duração de expansão do pulmão) pode ser mais prologanda e fazendo, assim, que a frequencia respiratoria diminua bastante. Por outro lado, quando o sinal é mais forte a inspiração é mais curta (em torno de 0,5s) e aumentando a frequencia respiratoria. 
· Grupo Respiratório Ventral 
Ele está localizado na região anterior ao grupo respiratório dorsal
Além disso, os neuronios desse grupo são praticamente inativos na respiração normal, ou seja, o estimulo para ocorrer a respiração normal só depende do grupo respiratório dorsal. No entantto, quando há um estimulo para o aumento da ventilação pulmonar (respiração forçada) os sinais irão se propagar e chegar a esse grupo respiratório ventral. 
· Reflexo de Hering-Breuer 
É reflexo que se inicia diretamente do pulmão;
Quando as fibras pulmonares são extiradas (quando o volume pulmonar aumenta-inspiração) é gerado um estímulo que é levado até a região do grupo respiratório dorsal e, assim, ocorra interrupção da inspiração. Esse reflexo interrompe a inspiração da mesma maneira que o centro penumotáxico, logo se esse reflexo interrompe esse processo mais cedo ele diminui a inspiração e, consequetemente, aumenta a frequencia respiratoria. Além disso, esse reflexo é importante para evitar uma grande distensão do pulmão. 
Pulmão extirado -> reflexo de Hering-Breuer -> ativação do grupo respiratório dorsal -> interrompe a inspiração -> evita distensaõ exagerada do pulmão
· Controle Químico da Respiração
O excesso de CO2 e de íons de H+ podem afetar de maneira direta o centro respiratório (aumentando a frequencia respiratoria com o intuito de eliminar esse excesso). 
Área quimiossensível -> é uma area sensível a alterações de CO2 e íons H+, além disso, quando essa área é estimulada ela consegue estimular outras regiões do centro respiratorio. 
Os neuronios que estão localizados na area inspiratória são estimulados pelos íons hidrogênio, no entanto, os íons não conseguem atravessar barreira hematocefálica, ou seja, alterações na concentração sérica desses ions no sangue não tem capacidade de influenciar de maneira direta essa area quimiossensivel pelo motivo dos íons não conseguirem atravessar a barreira. 
Por outro lado, os íons CO2 conseguem atravessar essa barreira hematocefálica diretamente, logo devido ao aumento desse íon CO2 no sangue irá estimular a produção de H+ no sistema nervoso e isso será o motivo do estimulo da area quimiossensível. 
 Aumento do CO2 no sangue -> o CO2 tem capacidade de atravessar a barreira e se junta com a H2O no liquido cefalorraquidiano -> formando H2CO3 (extremamente instavel) -> gerando H+ + HCO3- -> é esse H+ formado que irá estimular a area quimiossensivel 
Quando ocorre essa estimulação pelos íons H+ há uma ativação de outras áreas do centro respiratório e, dessa forma, otimizando a respiração
Aumento sérico de CO2 -> Aumento da produção de H+ -> inspiração interrompida -> aumento da frequencia respiratória -> eliminação do excesso desses íons 
Esse estímulo é eficiente nas primeiras horas após o aumento da concentração de CO2 no sangue, logo ao passar dos dias ele perde sua eficiência, ou seja, depois de alguns dias nossos rins começam a produzir bicarbonato e esse íon terá a função de tamponar esses íons H+ em excesso
No gráfico: sempre que houver um aumento importante na concentração de CO2 sanguineo irá aumentar a ventilação alveolar e, dessa forma, consegue eliminar uma quantidade maior de CO2. Além disso, conforme o pH cai (aumenta os íons de H+) consequentemente aumenta a ventilação alveolar e elimina o excesso. 
· Sistema Quimiorreceptor Periférico 
 
A variação de O2 também influencia na respiração, no entanto não atua diretamento no centro respiratório como o CO2 e os íons H+. Com isso, as variações de O2 para conseguir atuar ele vai precisar do sistema quimiorreceptor periférico (lozalizados no bulbo carotídeo e no arco aórtico e extremamente sensiveis a queda de O2)
Os quimiorreceptores do seio carotídeo mandam estimulos através dos nervos glossofaringeo e os do arco aórtico mandam através dos nervos vagos e vão até o centro respiratório (neuronios dorsais e ventrais) 
No gráfico: conforme a concentração de O2 no sangue (PO2) cai há uma estimulação através dos quimiorreceptores e quando ocorre o contrário esses quimiorreceptores quase nem são ativados 
 Como acontece?
Essas regiões de quimiorreceptores possuem um tipo específico de células que são chamadas de células glomosas, são essas essas células que têm a capacidade de serem quimiorreceptores. Além disso, essas células possuem uma grande quantidade de canais de potassio que são sensiveis ao O2 e esses canais serão inativados quando a quantidade de O2 no sangue cai consideravelmente
Queda de PO2 -> chega estimulo nos quimiorreceptores (células glomosas) -> fechamentos do canais de potássio -> a célula começa a se despolarizar -> abertura dos canais de cálcio -> gerando uma despolarização de membrana -> moléculas de acetilcolina (encontradas em vesiculas) são liberadas das células glomosas -> atuação sobre receptores dentro dos nervos glossofaringeos e nervos vagos -> estimulo levado ao centro respiratório -> aumentando a frequencia respiratória 
· Regulação da respiração durante o exercício 
Normalmente durante uma atividade fisica vigorasa há grande consumo de O2 e formando uma quantidade de CO2 maior. Com isso, em uma pessoa saudavel mesma que tenha essas variações varios mecanismos serão ativados e a concentração de CO2/O2/H+ vão se manter constante, no entanto, antes mesmo de houver variação em alguma dessas substancias (no inicio da prática deexercicio) quando os valores ainda estão normais há uma ativação direta do centro respiratório.
Resumindo, antes de ter qualquer variação desses íons para poder estimular aqueles quimiorreceptores durante a atividade fisica, o nosso cerebro é capaz de ativar de maneira direta o centro respiratorio e, dessa forma, aumentar a frequencia respiratória e eliminando mais CO2 e recebendo mais O2 no gráfico é possivel ver que aumentando a ventilação alveolar e mantendo a PCO2 constante só é possivel devido a esses mecanismo já citados.